一種有機基質毛細管整體柱及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微柱分離技術，具體涉及一種有機基質毛細管整體柱及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 毛細管液相色譜是介于常規液相色譜與微流控芯片之間的一種微柱分離技術。由 于其所消耗樣品和流動相少，耗材成本低、環境友好等優點，近年來已成為一種快速發展的 微柱分離分析手段。制備分離性能良好的色譜分離床層是該技術的核心，整體材料的研究 制備無疑是一種好的解決方案。
[0003] 從整體柱材料的分類上看，可將其分為有機聚合整體柱、硅膠整體柱及有機無機 雜化材料整體柱。有機聚合物整體柱的制備是將單體混合物及致孔劑注入到毛細管空柱 中，經熱、紫外光、微波或γ射線引發使單體混合物在毛細管內聚合，然后用合適的溶劑（甲 醇、乙醇或丙酮等有機溶劑)除去柱體內的致孔劑和殘留的單體。在聚合混合物中加入特定 的單體或在聚合后進行化學修飾可改善色譜柱的選擇性。這類整體柱因選材廣泛、PH值應 用范圍寬以及與硅膠整體柱相比制備更簡單等優勢。自2001年德國默克公司研制的液相色 譜整體柱在美國舉行的國際色譜會上先后獲得了 "Ptticon Editors"最佳產品金獎及"R&D World Award"以來(此獎項被業內人士稱為"新發明的奧斯卡獎"和"應用領域內的諾貝爾 獎"），這項新技術對色譜理論及應用，乃至對整個分析領域都產生了重大的影響。業內很多 人士認為整體液相色譜柱及毛細管整體電色譜柱有望在今后數年內全面取代傳統的顆粒 性液相色譜柱和電色譜柱，將帶來色譜分離領域的理論和應用的新一次革命。
[0004] 目前整體柱的研究工作大多集中在發展新型整體柱材料和擴展整體柱的應用方 面，而對整體柱制備方法學的研究相對較少。國內外常用的有機聚合整體柱制備方法基本 上均采用紫外光聚合和熱聚合的方式。從原理上講，采用γ射線、X-射線、紫外、紅外、微波 甚至超聲波進行輻射或輻照在不銹鋼管或毛細管內原位進行有機聚合是可能。
[0005] 微波是一種內加熱，具有加熱速度快、加熱均勻無溫度梯度、無滯后效應等特點。 微波對化學反應的加速主要歸結為對極性有機物的選擇加熱，即微波的致熱效應。另外的 觀點認為微波對化學反應作用是非常復雜的，一方面是反應物分子吸收了微波能量，提高 了分子運動速度，致使分子運動雜亂無章，導致熵的增加；另外微波對極性分子的作用，迫 使其按照電磁場作用方式運動，導致了熵的增加，因此微波對化學反應的作用機理是不能 僅僅用微波致熱效應來描述的。
[0006] -般的微波引發采用普通微波爐，制備雖然高效，但是重現性較差，即使相同的實 驗條件制備出來的整體柱柱效也存在較大差異。
【發明內容】
[0007] 為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種有機基質毛細管整體柱及其制備方 法。
[0008] 本發明的技術方案是:一種有機基質毛細管整體柱的制備方法，依次包括聚合液 的制備，毛細管預處理和聚合制備，所述聚合制備具體為:將聚合液充入預處理之后的毛細 管內10cm，在溫度為80°C、功率為700W條件下微波聚合15min。
[0009]本發明的進一步改進包括：
[0010] 所述聚合液的制備具體包括:將4mL的MAA與ImL橄欖醇溶于SmL甲苯和2mL十二醇 中，先超聲處理30min，后冷卻至室溫，再加入20mmol的乙二醇二甲基丙稀酸酯和0.04g偶氮 二異丁腈，混勻后通氮氣排除溶液中溶解的氧氣。
[0011] 所述毛細管預處理具體包括：依次用IM的NaOH，H2O，0 . IM的HCL溶液沖洗0.5h;再 利用甲醇溶液沖洗〇. 5h后氮氣吹干;將γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與甲醇按照 體積比1:1混合后的混合溶液，用注射器注入毛細管內，并將毛細管的兩端用橡膠塞封口， 置于60°C水浴中反應12h;烯基化后的毛細管用氮氣吹干待用。
[0012] 本發明的另一目的在于提供了一種有機基質毛細管整體柱，按照上述的方法制 得。
[0013] 所述的一種有機基質毛細管整體柱，其孔隙率為0.53-0.57。
[0014] 本發明采用微波聚合方式替代整體柱制作過程中的傳統外加熱方式，可數百倍的 縮短聚合反應時間，從而大大提高制造整體柱的效率，使普通的色譜工作者均能在幾分鐘 內制備想要的整體柱成為可能。
[0015] 那么合適的可控的微波反應條件來制備穩定高效的毛細管整體柱就是本發明的 主要創新點。本發明通過控溫微波制備了甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯整體柱，并采 用自組裝的毛細管微流液相色譜系統對其進行了色譜評價，采用掃描電鏡對整體材料進行 了形態表征。實驗結果表明，本方法所制備的整體柱可以基線分離硫脲、菲、萘、蒽四種物 質，蒽的最低理論塔板高度達4.8μπι;相同色譜條件下重復7次的RSD為3.27%。與普通微波 反應的方法相比，本方法的反應條件可控，制備的毛細管整體柱重現性好，極大的提高了反 應效率。
[0016] 采用控溫微波替代普通的微波反應合成器來制備毛細管整體柱，可有效控制制備 整體柱的反應條件，從而大大提高制備整體柱的效率，使普通的色譜工作者能在條件可控 的情況下快速制備需要的整體柱。
【附圖說明】
[0017] 圖1是控溫與不控溫的對比色譜圖。
[0018] 圖2a是本發明制備的毛細管整體柱。
[0019]圖2b是圖2a的局部放大圖。
[0020]圖2c是圖2b的局部放大圖。
[0021 ]圖3a是普通微波方法制備的毛細管整體柱。
[0022]圖3b是圖3a的局部放大圖。
[0023]圖3c是圖3b的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合實施例對本發明做詳細說明。
[0025] 實驗步驟
[0026] I ·試劑:橄欖醇(01 i veto I，86 · 5 % )、甲苯、十二醇、MAA(甲基丙烯酸）、乙二醇二甲 基丙烯酸酯（乙二醇二甲基丙烯酸酯）、偶氮二異丁腈(偶氮二異丁氰）、；硫脲(500ppm)、萘 (500ppm)、菲（